Статический расчёт системы стабилизации скорости ЭП типа ТВ-Г-Д

1. Задание:

Рассчитать параметры и электромеханические характеристики

системы стабилизации скорости электропривода постоянного тока

типа: “тиристорный-возбудитель-генератор-двигатель с постоянным

возбуждением ”, обеспечивающей требуемый диапазон и статическую

точность регулирования частоты вращения, а также ограничение тока

якорной цепи двигателя и генератора.

Исходные данные:

1) Тип двигателя   2ПН200LГУХЛ4, данные для которого сведем в таблицу:

Таблица № 1.

Номинальные данные			Обмотка якоря	Обмотка ДП	Обмотка возбуждения
, кВт	, B	, об/м	, Ом	, Ом	, Ом
30	220	1500	0,031	0,02	42

Коэффициент полезного действия:

Индуктивность цепи якоря:  

Суммарный момент инерции привода, приведенный к частоте вращения вала двигателя : .

Диапазон регулирования частоты вращения двигателя:

D = 10×M + NN = 10×1 + 14 = 24, где М = 1 - номер группы ЭМ-31;

NN = 14 - порядковый номер студента по групповому списку;

Допустимая относительная ошибка регулирования: .

Класс изоляции “В”. Рабочая темпиратура: .

Обмоточные данные приведены к Т=15, поэтому необходимо пересчитать сопротивления обмоток:= Т_раб-Т =90 – 15 = 75

Приведем значения сопротивления обмоток к рабочей температуре:

 где a-температурный коэффициент электрического сопротивления.  

Номинальный ток якорной цепи:

Номинальный ток возбуждения двигателя:

Номинальная частота вращения двигателя:

Номинальная ЭДС двигателя:

2) Выбор генератора.

Генератор выбирается по мощности из условия:

                  

Выбираем генератор П-82, данные для которого сведем в таблицу:

Таблица № 2.

Номинальные данные				Обмотка якоря	Обмотка  ДП	Обмотка  возбуждения
, кВт	, B	, об/м	, A	, Ом	, Ом	W	, Ом
35	230	1450	217	0,0502	0,0209	1600	54,5

Коэффициент полезного действия генератора:    

Сопротивление якорной цепи генератора:

Класс изоляции: “В”. Рабочая температура: Т_раб=90;

Обмоточные данные приведены к Т=15, поэтому необходимо пересчитать сопротивления обмоток.= Т_раб-Т =90 – 15 = 75.

Сопротивление якорной цепи генератора приведенное к рабочей температуре:

Сопротивление обмотки возбуждения генератора приведенное к рабочей температуре:

Номинальный ток возбуждения генератора:

Номинальная ЭДС генератора:

Номинальная частота вращения генератора:

рис.1. Характеристика намагничивания генератора.

По кривой намагничивания зная   находим номинальный поток:    

Проверка генератора по перегрузочной способности:

,где -перегрузочная способность генератора

Выбранный генератор удовлетворяет требованиям.

3) Выбор гонного двигателя.

Асинхронный двигатель выбирается по номинальной частоте вращения генератора, при условии:

Выбираем двигатель 4А160М2УЗ

Таблица № 3.

, кВт	, B	, об/м		,%
18,5	220	3000	0,885	2,3	0,92	2,2	1,4	1	7,5

Номинальная частота вращения АД:

   

Номинальный момент АД:

Максимальный момент АД:

Проверка АД по перегрузочной способности должно выполняться неравенство:

 

Это подтверждает правильность выбора гонного двигателя.

Таблица 4. Номинальные и обмоточные данные ДПТ, ГПТ и ГД

Тип электрической машины	P, кВт	U, В	n, об/мин	, %	, о.е	s, %
2ПН200LГУХЛ4	30	220	1500	88.9	-	-	-	-	-	-
П-82	35	230	1450	89	-	-	-	-	-	-
4А160М2УЗ	18,5	220	3000	88,5	0.92	2,3	7,5	2.2	1,4	1

Продолжение Таблицы 4.

Тип электрической машины	A	Обмотка якоря			Обмотка доб. полюсов			Обмотка возбуждения
		S, мм2	w, вит.	Rкомп, Ом	S, мм2	w, вит.	Rкомп, Ом	S, мм2	w, вит	Rкомп, Ом
2ПН100МГУХЛ4	153,89	-	-	0,031	-	-	0,02	-	-	42
П-82	217			0,0502			0.0209		1600	54,5
4А160М2УЗ	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-

4) Функциональная схема ЭП и ее описание.

Рис.2. Функциональная схема СУЭП

На рис.1 представлена схема регулирования скоростью ЭП по системе Г-Д с тиристорным возбуждением, элементы которой выполняют следующие функциии:

-УТО-управление токовой отсечкой-обеспечивает ограничение тока в пределах от тока осечки до тока упора в статических и динамических режимах;

-ТВ-тиристорный возбудитель-преобразует сигнал управления в ток возбуждения генератора.

-РС-регулятор скорости-осуществляет стабилизацию скорости ЭП с требуемой точностью. Если ЭП работает на упор, то эта обратная связь выступает в качестве регулятор тока.

-BR-тахогенератор-преобразует скорость ЭП в сигнал пропорциональный этой скорости.

-М1-асинхронный двигатель осуществляет вращение вала генератора.

-G-генератор-подает напряжение на двигатель пропорционально току возбуждения и скорости вращения.

-М-электродвигатель-приводит в действие рабочий орган.